ГЛАВА 4
КАК МИКРОФЛОРА КИШЕЧНИКА СПОСОБНА СДЕЛАТЬ ВАС ТОЛСТЫМ И ДУШЕВНОБОЛЬНЫМ
Удивительная взаимосвязь между бактериями кишечника, аппетитом, ожирением и мозгом
Всем известно, насколько ужасна «эпидемия» ожирения, потому что эта тема не сходит со страниц газет и журналов. Цифры, которые приводятся, настолько велики, что вызывают единственное желание — ничего об этом не знать. Во всем мире количество людей, страдающих от избыточного веса и ожирения, увеличилось с 857 миллионов в 1982 году до 2,1 миллиарда в 2013-м, то есть рост составил более 145%. Еще один способ осознать масштаб этой проблемы — подумать о том, что в 1990 году менее 15% всего населения Америки в большинстве штатов страдали от проблем с избыточным весом. К 2010 году в 36 штатах уровень ожирения населения составлял 25% или выше, а в 12 из этих штатов данный показатель составлял 30% или выше. Сегодня в масштабах всей страны примерно двое из трех людей испытывают проблемы с излишним весом или страдают от ожирения. Согласно современным стандартам, при показателе ИМТ от 25 до 29,9 человек считается имеющим лишний вес. Если показатель ИМТ выше 30, это признак ожирения.
Проблема ожирения чуть в большей степени касается женщин, чем мужчин. В США ожирение диагностировано у 26% детей, и его лечение ежегодно обходится в 147 миллиардов долларов. Во всем мире 3,4 миллиона человек умирают ежегодно от причин, связанных с излишним весом или ожирением. Последствия для здоровья выходят далеко за пределы психологических проблем, вызываемых этим состоянием. В дополнение к эмоциональному бремени, которое несут полные люди, каждый день испытывая негативное отношение со стороны окружающих и дискриминацию из-за своего веса, излишний вес напрямую связан с риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, рака, диабета, остеоартрита, хронической болезни почек, а также нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера. К сожалению, вопрос о влиянии ожирения на функции головного мозга в ходе научных обсуждений нередко остается за скобками. Хотя это в корне неверно. Сегодня в нашем распоряжении находятся безошибочные и неопровержимые доказательства, что ожирение или излишний вес значительно увеличивают риск снижения когнитивных способностей, гибели ткани мозга и развития целого ряда заболеваний мозга от депрессии до деменции. Ожирение матери может даже изменить внутриутробное развитие плода во время беременности. Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале Cell в начале 2014 года, ожирение матери во время беременности может привести к формированию у плода аномальных нейронных связей, осуществляющих контроль за аппетитом, что, в свою очередь, ведет к риску развития у ребенка ожирения или диабета в дальнейшей жизни. Масла в огонь подлили исследователи из Орегонского университета, обнародовавшие в конце 2014 года результаты научной работы, которые доказывают, что ожирение матери во время беременности негативно сказывается на развитии стволовых клеток плода, отвечающих за формирование и поддержание на протяжении жизни функций кровеносной и иммунной систем.
Уже не одно десятилетие ученые предпринимают попытки решить проблему ожирения. Фармацевтические компании потратили миллиарды в надежде изобрести «волшебную таблетку», которая помогла бы без побочных эффектов для здоровья быстро и безопасно избавиться от лишнего веса. А миллионы людей с готовностью выкладывают деньги за многообещающие «средства для похудения» — от книг и других источников информации до пищевых добавок и замысловатых диет. Никакого качественного прорыва в этой области не случилось. Но я убежден, что он может произойти. Думаю, вы уже догадались, с чем он может быть связан: с налаживанием баланса микрофлоры кишечника. На самом деле примите во внимание последние научные открытия о влиянии микрофлоры кишечника на функции контроля аппетита, процесса метаболизма и веса. Успешное решение задачи по достижению оптимальной массы тела зависит от того, содержатся ли в организме бактерии, способствующие накоплению жира.
ТОЛСТЫЕ ПРОТИВ ХУДЫХ
Прежде чем мы начнем подробно рассматривать вопрос ожирения в контексте микрофлоры кишечника, давайте вернемся к различиям между обычным ребенком из промышленного западного общества и ребенком из аграрных районов субэкваториальной Африки. Примите во внимание, что населению африканских стран, в отличие от западного общества, в принципе незнакома проблема ожирения или избыточного веса. Несомненно, частично этот парадокс объясняется доступностью еды в целом, но существует еще один аспект, который касается состава микрофлоры кишечника у населения из разных частей земного шара. В ходе одного из исследований, результаты которого были опубликованы в 2010 году и теперь часто цитируются, ученые из Гарвардского университета изучали влияние рациона питания на состав микрофлоры кишечника, оценивая состав кишечной микрофлоры детей из аграрных районов Африки. Эти дети питались продуктами, богатыми растительным волокном, и в целом их рацион питания «напоминал диету первобытных людей на заре зарождения сельского хозяйства». С помощью генетических тестов ученые определили типы бактерий, присутствовавших в каловых массах этих детей. Кроме того, авторы исследования проанализировали совокупность короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), которые синтезируются кишечными бактериями в процессе переваривания ими растительных волокон (полисахаридов).
Как уже ранее говорилось, две наиболее крупные группы бактерий — это Firmicutes и Bacteroidetes, они составляют до 90% всех бактерий кишечной микрофлоры. Соотношение этих двух групп друг относительно друга определяет уровень воспаления в организме и напрямую связано с такими состояниями, как ожирение, диабет, коронарная болезнь сердца и воспаление в целом. Хотя не существует идеального соотношения, которое было бы равноценно отличному здоровью, известно, что более высокое содержание бактерий группы Firmicutes относительно бактерий группы Bacteroidetes в микрофлоре кишечника напрямую связано с более высоким уровнем воспаления и большей степенью ожирения.
Почему? Как уже отмечалось, бактерии группы Firmicutes исключительно хорошо приспособлены к извлечению калорий из пищи, так что они повышают их абсорбцию. Если организм абсорбирует больше калорий за время движения пищи по пищеварительному тракту, существует более высокая вероятность набора веса. Бактерии группы Bacteroidetes, с другой стороны, специализируются на расщеплении растительных волокон и крахмала на молекулы более коротких жирных кислот, которые организм способен использовать для получения энергии. Уровень соотношения F/B сегодня фактически считается «биомаркером ожирения».
Согласно гарвардскому исследованию, в микрофлоре представителей западного общества доминируют бактерии группы Firmicutes, в то время как в микрофлоре жителей африканских стран преобладают бактерии группы Bacteroidetes. Взгляните на график.
Преобладание в микрофлоре кишечника бактерий группы Firmicutes имеет определенные последствия, поскольку, согласно многочисленным исследованиям, эти бактерии помогают регулировать гены человека, отвечающие за процесс метаболизма. Это означает, что бактерии этой группы, в избытке находящиеся в микрофлоре людей, страдающих от излишнего веса, фактически контролируют экспрессию генов, влияющих на процесс метаболизма в организме. Образно говоря, они «похищают» ДНК человека, создавая таким образом сценарий, при котором организм думает, что ему необходимо запасать калории.
Как отметили авторы одного из проведенных в 2011 году исследований, «микроорганизмы не только повышают количество энергии, производимое в кишечнике, но также регулируют, в какой форме эта энергия будет запасаться организмом. Кроме того, они влияют на реакцию иммунной системы. Последнее особенно важно, так как дисбаланс микрофлоры кишечника способен привести к воспалительным заболеваниям, а подобный воспалительный процесс может быть связан с ожирением». Более того, в начале 2015 года в American Journal of Clinical Nutrition были опубликованы результаты исследования, еще раз подтвердившие, что высокий уровень бактерий группы Firmicutes приводит к изменению экспрессии генов, что может способствовать возникновению ожирения, диабета, сердечно-сосудистых и воспалительных заболеваний. Однако авторы исследования отмечают, что эту ситуацию можно изменить. Добавление в рацион питания растительного волокна способствует изменению соотношения разных групп бактерий в микрофлоре кишечника.
Когда ученые проанализировали состав КЦЖК в каждой из групп — европейцев и африканцев, — они вновь отметили значительные различия:
В мы подробно остановимся на том, что означают эти разные соотношения. Сейчас достаточно сказать, что оптимальный вариант — более высокое содержание масляной и уксусной кислот и менее высокое содержание пропионовой кислоты. Высокий уровень пропионовой кислоты свидетельствует о том, что в микрофлоре кишечника доминируют менее полезные бактерии. Таким образом, африканский профиль отражает гораздо более здоровую микрофлору кишечника, чем европейский. Эти различия в первую очередь обусловлены различиями в рационе питания. Рацион питания африканцев богат растительными волокнами, и в нем мало сахара. В европейском рационе питания все наоборот. Возможно, это поможет объяснить, почему в аграрных районах Африки практически не знакомы с такими заболеваниями, как ожирение или даже астма?
Когда я читаю лекции на тему ожирения и микрофлоры кишечника, то всегда привожу в пример результаты революционного исследования с участием близнецов, которое было проведено в 2013 году и результаты которого опубликованы в журнале Science. Это одна из первых научных работ, раскрывшая взаимосвязь между типом бактерий, преобладающих в микрофлоре кишечника, и характером развития ожирения. Ученые из Вашингтонского университета пересадили кишечные бактерии, взятые у одного из близнецов, страдающего излишним весом, в пищеварительный тракт худой мыши. У грызуна развилось ожирение. Затем в пищеварительный тракт худой мыши пересадили кишечные бактерии, взятые у второго близнеца, не имеющего проблем с весом. Мышь оставалась такой же худой, пока у нее был здоровый рацион питания. Ряд предыдущих исследований уже выявил значительные отличия в составе бактериальной флоры у людей, страдающих от ожирения, по сравнению с микрофлорой людей с нормальным весом. Согласно результатам одного из исследований, проведенных в 2006 году, результаты которого были опубликованы в журнале Nature, у людей, страдающих от ожирения, в среднем на 20% больше бактерий группы Firmicutes по сравнению с этим показателем у людей с нормальным весом и почти на 90% меньше бактерий группы Bacteroidetes. Результаты других исследований свидетельствуют о том, что у людей, страдающих диабетом или ожирением, наблюдается отсутствие разнообразия бактериальной флоры, . Кроме того, исследование, проведенное в Кливлендской клинике, показало, что некоторые бактерии способны метаболизировать компоненты мяса и яиц и производить химические вещества, вызывающие закупорку артерий. Так что те, у кого содержание этих бактерий повышено, подвержены более высокому риску развития сердечно-сосудистых заболеваний. Это объясняет, почему некоторые люди с неправильным рационом питания никогда не страдают от сердечных заболеваний, в то время как другие, с дисбалансом микрофлоры кишечника, подвержены риску развития сердечных заболеваний. Это отнюдь не означает, что вы должны исключить из употребления мясо и яйца. Наоборот, эти продукты — чрезвычайно важный источник питательных веществ и часть программы по восстановлению микрофлоры кишечника. Основной момент заключается в том, что дисбаланс микрофлоры кишечника — корень многих проблем со здоровьем. Так что, если вы собрались обвинить в чем-то сердечное заболевание, часть вины лежит и на патогенных бактериях кишечника.
Прежде чем перейти к научным факторам, объясняющим взаимосвязь между составом микрофлоры кишечника и объемом вашей талии, остановимся на некоторых базовых аспектах, проливающих свет на взаимосвязь между здоровьем мозга и ожирением, в частности на влияние высокого уровня сахара в крови, инсулиновой резистентности и диабета.
ОЖИРЕНИЕ, КАК И БОЛЕЗНИ МОЗГА, — ВОСПАЛИТЕЛЬНОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ
Довольно сложно поверить, что ожирение — воспалительное заболевание, точно так же как деменция или депрессия. Но это так. Если представить процесс упрощенно, развитие ожирения связано с повышенным синтезом в организме провоспалительных веществ, или цитокинов . Эти молекулы преимущественно производятся из жировой ткани, которая действует как орган, «выкачивающий» гормоны и воспалительные вещества. Функции жировых клеток гораздо шире, чем просто хранение дополнительных калорий. Они в гораздо большей степени участвуют в физиологии человека, чем считалось ранее. При повышенном содержании жировой ткани в организме, особенно вокруг внутренних органов, таких как печень, сердце, почки, поджелудочная железа и кишечник, процесс метаболизма нарушается.
Этот тип «внутреннего жира», который часто присутствует у людей, страдающих от ожирения, вызывает двойные проблемы в организме. Он не только способен спровоцировать сценарий воспаления, но и активирует сигнальные молекулы, препятствующие нормальной гормональной динамике организма. Кроме того, внутренний жир не только ведет к развитию воспалительного процесса через целую цепочку биологических событий, но и сам подвержен воспалению. В этом типе жира содержится множество воспалительных «белых кровяных телец». Более того, когда внутренний жир производит гормональные и воспалительные молекулы, они попадают непосредственно в печень, которая отвечает еще одной порцией «боеприпасов», в частности воспалительными реакциями и веществами, разрушающими гормоны.
Иными словами, внутренний жир — не просто «враг у ворот», но враг, который «вооружен и очень опасен». Сегодня отмечается очень большое количество заболеваний, связанных с внутренним жиром, от очевидных, ожирения и метаболического синдрома, до не столь очевидных — рака, аутоиммунных расстройств и болезней мозга. Опасность внутреннего жира объясняет, почему объем талии часто считают показателем «здоровья». Округлость живота нередко предсказывает будущие проблемы со здоровьем и летальный исход. Проще говоря, чем больше показатель окружности талии, тем выше риск развития заболеваний и преждевременной смерти. По окружности талии также можно предсказать неблагоприятные структурные изменения в головном мозге.
В ходе другого часто цитируемого исследования, проведенного в 2005 году, команда ученых из Калифорнийского университета в Беркли, Калифорнийского университета в Дэвисе и Мичиганского университета проанализировала соотношение окружности талии и бедер у более чем 100 участников исследования, а затем сравнила их со структурными изменениями в мозге по мере старения участников. Авторы исследования стремились определить, существует ли взаимосвязь между структурой головного мозга и окружностью талии человека. Результаты этого исследования наделали немало шума в профессиональном медицинском сообществе. Чем больше окружность талии (то есть чем выше соотношение окружности талии и бедер), тем меньше центр памяти мозга, гиппокамп. Функции гиппокампа зависят от его размера. Если гиппокамп уменьшается в размере, память ухудшается.
Еще более поразительно открытие ученых, что чем выше соотношение окружности талии и бедер, тем выше риск микроинсультов, которые связаны со снижением функций мозга. Авторы исследования заявляют: «Полученные результаты совпадают с растущей базой доказательств наличия взаимосвязи между ожирением, сосудистыми болезнями, воспалением, снижением когнитивных функций мозга и деменцией». Результаты других исследований, включая проведенное в 2010 году в Бостонском университете, подтверждают это открытие: избыточные килограммы соотносятся с уменьшением объема могза. Возможно, сейчас некоторые из вас захотят оспорить это заявление, приводя в пример другие части тела, однако, когда речь идет о гиппокампе, размер имеет значение.
Не забывайте, что при всех воспалительных состояниях — от артрита и болезней сердца до аутоиммунных расстройств и деменции — в организме наблюдается повышенный уровень произведенных жировой тканью цитокинов. Как вам уже известно, измерить уровень воспалительного процесса можно с помощью такого маркера, как С-реактивный белок. Согласно данным, опубликованным в New England Journal of Medicine, высокий уровень С-реактивного белка в три раза выше обычного коррелирует с риском развития деменции, а также болезни Альцгеймера. Он также связан с нарушением когнитивных функций и общими проблемами с мышлением.
Итак, вывод напрашивается сам собой: если по показателю уровня воспаления можно прогнозировать неврологические расстройства, а излишний жир увеличивает воспалительный процесс, то ожирение — фактор риска для развития болезней мозга. Воспалительный процесс отвечает за многие состояния, которые мы обычно списываем на ожирение, а не только за неврологические проблемы. Например, воспаление — один из ключевых факторов развития диабета и гипертонии. У этих заболеваний разные симптомы, и они относятся к разным категориям (диабет — к разряду метаболических проблем, а гипертония — сердечно-сосудистых), но у них один общий основополагающий фактор — воспалительный процесс.
УРОВЕНЬ САХАРА В КРОВИ И МОЗГ
Ожирение — результат нарушения обмена веществ, а значит, при обсуждении этой темы невозможно обойти стороной вопрос уровня сахара в крови. Начать разговор я хочу с инсулина, который, как вы уже знаете, считается одним из наиболее важных гормонов человека. Этот гормон секретируется поджелудочной железой и играет ключевую роль в процессе метаболизма, помогая транспортировать энергию, извлеченную из пищи, в клетки для дальнейшего использования. Это чрезвычайно сложный процесс. Клетки организма способны принимать глюкозу только с помощью инсулина, выступающего в качестве «перевозчика». Инсулин доставляет глюкозу из тока крови в клетки, где она в дальнейшем может использоваться в качестве источника энергии.
В нормальной, здоровой клетке достаточное число рецепторов инсулина, так что у клетки не возникает проблем при взаимодействии с этим гормоном. Однако если клетка безжалостно подвергается воздействию большого количества инсулина в постоянном присутствии глюкозы (это состояние может быть вызвано избыточным потреблением углеводов и рафинированных сахаров), в клетке включается удивительный адаптационный механизм: на ее поверхности сокращается количество инсулиновых рецепторов. Это образно можно сравнить с тем, что клетка закрывает несколько дверей, чтобы не слышать, как в них стучится инсулин. В конце концов клетка становится невосприимчивой к инсулину, то есть у нее развивается инсулиновая резистентность. Когда это происходит, клетка теряет способность получать глюкозу из тока крови, и глюкоза остается в крови. Как и практически со всеми биологическими процессами, при этом включается система «блокировки от аварии». Организм стремится исправить эту проблему, поскольку знает, что глюкоза не может оставаться в крови просто так. Так что поджелудочная железа получает команду увеличить производство инсулина, чтобы ликвидировать глюкозу, что она старательно выполняет, производя столько инсулина, сколько нужно, чтобы «растолкать» глюкозу по клеткам. При этом требуется более высокий уровень инсулина, так как оболочки клеток стали к нему менее восприимчивыми.
Обычно это превращается в замкнутый круг и приводит к диабету II типа. Состояние диабета по определению описывается как высокий уровень сахара в крови из-за неспособности организма транспортировать глюкозу в клетки. Когда глюкоза остается в крови, она становится «боевым оружием», причиняя большой вред. Диабет — основная причина ранней смертности, коронарной болезни сердца, инсульта, почечной болезни, слепоты и неврологических расстройств. Более того, можно также утверждать, что диабет, который не лечился на протяжении многих лет, — основная причина болезни Альцгеймера. Хотя большинство пациентов с диагнозом «диабет II типа» страдают от излишнего веса, у очень многих людей с нормальным весом сегодня наблюдается хронический дисбаланс уровня сахара в крови. Первые шаги к диабету — а там и до болезней мозга рукой подать — начинаются с подобного дисбаланса, независимо от веса. Во время всей этой цепочки событий организм переживает «воспалительное восстание».
Кроме прочего, инсулин играет важную роль в реакциях организма, когда уровень сахара в крови не регулируется должным образом. Будучи так называемым анаболическим гормоном, инсулин стимулирует клеточный рост, обеспечивая формирование и сохранение жира, а также поддерживая дальнейший воспалительный процесс. Высокий уровень инсулина повышает или снижает уровень других гормонов, выводя таким образом всю гормональную систему организма из состояния равновесия. У подобного дисбаланса имеются собственные последствия — образно говоря, он толкает организм к биологической пропасти.
Колебания уровня сахара в крови напрямую оказывают негативное влияние на мозг, так как повышают интенсивность воспалительного процесса. Сахар в крови снижает выработку важных нейромедиаторов, в том числе серотонина, адреналина, норадреналина, GABA и дофамина. Истощаются запасы веществ, необходимых для производства этих нейромедиаторов, например витаминов группы В. Высокий уровень сахара в крови также влияет на снижение уровня магния, что негативно сказывается на функциях нервной системы и печени. Более того, высокий уровень сахара в крови стимулирует так называемую реакцию , о которой подробно говорилось в главе 2. В качестве напоминания, гликирование — это биологический процесс, при котором сахар связывается с молекулами белков и некоторых жиров, в результате чего образуются «конечные продукты усиленного гликозилирования (AGEs)», которые больше, чем какой-либо другой фактор, влияют на снижение функций мозга. Этот процесс может даже привести к сокращению объема ткани мозга. Фактически сегодня ученые пришли к пониманию того, что резистентность к инсулину может быть предпосылкой к формированию тех бляшек, которые присутствуют в мозге, пораженном болезнью Альцгеймера. Как вы помните, у людей с диабетом в два раза выше риск развития болезни Альцгеймера, а у людей с ожирением гораздо выше риск нарушений функций мозга.
Несомненно, диабет не вызывает напрямую болезнь Альцгеймера. Тем не менее у этих заболеваний общее происхождение: как диабет, так и болезнь Альцгеймера — результат «пищевой атаки» на организм, которая вынуждает его адаптироваться, применяя биологические механизмы, которые фактически ведут к дисфункции, а затем и к развитию заболевания. Диабет и уровень сахара в крови незначительно ниже порогового значения и напрямую связаны с повышенным риском сокращения объема мозга и развитием болезни Альцгеймера. Между параллельным ростом количества заболеваний диабетом II типа, ожирением и болезнью Альцгеймера в последнее десятилетие, несомненно, есть взаимосвязь.
Возникает вопрос: что служит причиной диабета? Данные, демонстрирующие взаимосвязь между высоким уровнем потребления углеводов и диабетом, практически неоспоримы. В 1994 году, когда Американская диабетологическая ассоциация (American Diabetes Association) рекомендовала американцам получать от 60 до 70% всех калорий из углеводов, началась настоящая эпидемия диабета (и ожирения). В период с 1997 по 2007 год число случаев заболевания диабетом в США удвоилось. В период с 1980-го по 2011-й этот показатель более чем утроился. По оценкам Центра по контролю заболеваний и профилактике (Centers for Disease Control and Prevention) на 2014 год, более 29 миллионов американцев — каждый 11-й человек — страдают от диабета. Почти 28% этих людей даже не знают об этом, поскольку диабет у них не диагностирован. Думаю, не будет преувеличением сказать, что количество людей, предрасположенных к диабету — тех, у кого начали возникать проблемы с уровнем сахара в крови, но кто еще об этом не знает, — аналогичным образом резко повысился.
ВИНОВАТЫ БАКТЕРИИ, А НЕ КОНФЕТЫ
Вне всяких сомнений: контроль уровня сахара в крови — первое и главное, на что обращают внимание, когда речь заходит о сохранении функций мозга и предотвращении болезни Альцгеймера. Причем этот показатель отражает не только потребление углеводов и сахара в продуктах питания, но и бактериальный баланс кишечника. Современные исследования, проведенные буквально в течение последних нескольких лет, доказывают, что определенные виды кишечных бактерий фактически помогают организму контролировать уровень сахара в крови (подробнее об этих исследованиях я расскажу далее).
В настоящее время проводятся исследования, изучающие, как конкретные виды пробиотиков могут вызвать регресс диабета II типа и возможных последующих неврологических состояний. На симпозиуме по теме микрофлоры кишечника, прошедшем в Гарвардском университете в 2014 году, я был просто поражен научной работой доктора М. Ньюдорпа из Университета Амстердама о взаимосвязи ожирения и диабета II типа. Ему успешно удалось решить проблему с контролем уровня сахара в крови при диабете II типа у более чем 250 пациентов с помощью метода пересадки фекалий. Этот же метод он использовал для повышения восприимчивости к инсулину.
Добиться этих двух результатов в рамках традиционной медицины практически невозможно. Пока не существует лекарственных препаратов, способных вызвать регресс диабета или значительно повысить восприимчивость к инсулину. Во время выступления доктора Ньюдорпа аудитория ловила каждое его слово. Он рассказал, что в ходе научного эксперимента трансплантировал фекальный материал от здорового, худощавого, не страдающего диабетом человека участнику исследования с диагнозом «диабет». Для контроля эксперимента он поступил просто, но эффективно: трансплантировал участникам исследования их собственный фекальный материал, чтобы они не знали, получили они «лечение» или нет. Для тех из нас, кто ежедневно наблюдает, к каким печальным последствиям приводит диабет, результаты, изложенные доктором Ньюдорпом, стали лучом надежды. Как специалист-невролог, осознающий тесную взаимосвязь между повышенным уровнем сахара в крови и снижением когнитивных функций мозга, я уверен, что это революционное исследование поможет открыть дверь в новый мир возможностей с точки зрения профилактики и лечения болезней головного мозга.
Сегодня что ни день появляется новая диета или пищевая добавка, обещающая без труда решить проблему лишних килограммов. В обществе сложилось мнение, что люди, страдающие от ожирения, сами виноваты в своей проблеме, потому что не в состоянии ограничить потребление тех продуктов, которые способствуют набору веса. В целом мы готовы признать, что современная западная диета с повышенным содержанием углеводов, рафинированных сахаров и переработанного жира стала причиной настоящей эпидемии ожирения. Кроме того, мы искренне убеждены, что люди с излишним весом ленивые и не сжигают достаточно калорий относительно того, сколько калорий они потребляют.
Однако что если проблема ожирения или избыточного веса имеет отношение не к силе воли или генетическому фактору, а скорее к состоянию микрофлоры кишечника? Что если источник проблемы с лишними килограммами — в дисбалансе бактериальной флоры кишечника?
Миллионы людей во всем мире вздохнут с облегчением, когда узнают, что их лишние килограммы, возможно, совсем не их вина. Согласно результатам последних исследований, кишечные бактерии не только способствуют процессу пищеварения, как вы уже поняли. Они играют ключевую роль в процессе обмена веществ в организме, а от этого напрямую зависит, теряет человек в весе или набирает лишние килограммы. Кишечные бактерии влияют на то, как в организме запасается жир, регулируют уровень глюкозы в крови, влияют на экспрессию генов, отвечающих за обмен веществ, взаимодействуют с гормонами, заставляющими человека чувствовать голод или насыщение, так что во многих отношениях кишечные бактерии можно назвать настоящими распорядителями организма. С момента рождения человека они отвечают за то, будет ли человек страдать от ожирения, диабета, болезней мозга или он будет здоровым, стройным, с острым умом и высокой продолжительностью жизни.
Сегодня достоверно известно, что сообщество кишечных бактерий стройного человека образно можно сравнить с тропическим лесом, наполненным самыми разными обитателями, в то время как микрофлора кишечника человека, страдающего от ожирения, отличается гораздо меньшим разнообразием. Мы привыкли считать проблему ожирения или избыточного веса чисто математической — количество потребляемых калорий превышает количество расходуемых. При этом последние исследования говорят о том, что кишечная микробиота играет основополагающую роль в энергетической динамике организма, то есть влияет на уравнение с потреблением и расходованием калорий. Если в микрофлоре кишечника преобладают бактерии, способные эффективно извлекать калории из потребляемых продуктов, организм будет абсорбировать больше калорий, чем, возможно, ему нужно, а это приведет к созданию жировых запасов.
Давайте остановимся на исследовании, проведенном Джеффри Гордоном из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, чтобы лучше понять, как ученым удалось зафиксировать разницу в составе микрофлоры кишечника у худощавых и полных людей, а также связать этот факт с проблемой ожирения. Джеффри Гордон и его коллеги проводят принципиально новые исследования на «очеловеченных» мышах. В своем широко известном теперь исследовании 2013 года с участием близнецов, о котором я уже упоминал, Гордон вновь показал связь «толстых» и «худых» типов бактерий, преобладающих в кишечнике, с риском развития ожирения. Команда ученых вывела потомство мышей, содержащих кишечные бактерии либо от полной женщины — участницы эксперимента, либо от ее худощавой сестры-близнеца. Затем всех мышей кормили одинаковыми продуктами в одинаковом количестве. На этом этапе ученые заметили разницу в весе мышей. У грызунов, которым были трансплантированы бактерии от полной женщины, наблюдался быстрый набор веса по сравнению с мышами, которым были трансплантированы бактерии от худощавой женщины. Кроме того, состав кишечной микрофлоры у мышей первой группы отличался гораздо меньшим разнообразием.
Затем эксперимент повторили. Однако теперь после трансплантации бактерий от худощавой и полной женщин-близнецов всех мышей поместили в одну клетку. В результате этого у мышей — носителей бактерий полной женщины появилась возможность получить немного бактерий от второй группы мышей преимущественно через употребление фекалий «худых» мышей, что вполне типично для грызунов. Что в итоге? Мыши в обеих группах остались худыми. Гордон пошел дальше в своем эксперименте и трансплантировал бактерии от «худых» мышей тем мышам, которые должны были стать «толстыми». В результате вес у этих мышей нормализовался. Гордон сделал следующее заключение: «С учетом всех полученных данных, наши эксперименты обеспечивают достаточно убедительные доказательства наличия причинно-следственных отношений и того, что развитие ожирения потенциально возможно предотвратить».
Как Гордон и его команда это объясняют? Он утверждает, что в микрофлоре «толстых» мышей не хватает бактерий, которые играют ключевую роль в поддержании здорового процесса метаболизма и нормального веса. Научная работа Гордона наряду с серией других исследований предлагает новую информацию о том, в чем заключается эта роль. Например, одна из таких недостающих бактерий — Helicobacter pylori, которая способствует контролю над аппетитом, регулируя уровень грелина — основного гормона, стимулирующего аппетит. Бактерия H. pylori сосуществует в симбиозе с человеком на протяжении как минимум последних 58 тысяч лет, но в кишечнике современного западного человека их осталось совсем немного в силу высокого уровня санитарии и чрезмерного применения антибиотиков.
Команда ученых под руководством Гордона была из числа первых, кто провел параллель между качеством рациона питания, качеством и разнообразием микрофлоры кишечника и риском развития ожирения. На основе модели с мышами авторы исследования показали, что, если мышей с пересаженными от человека бактериями посадить на «западную диету» — бедную растительными волокнами, фруктами и овощами, но с высоким содержанием жира, — мыши с микрофлорой, предрасполагающей к ожирению, начнут страдать от избыточного веса, даже если будут находиться вместе со своими «худыми» сородичами. Иными словами, нездоровый рацион питания препятствует попаданию в организм бактерий, «способствующих похудению», и лишает его их позитивного влияния. Подобные результаты еще больше подтверждают важность такого фактора, как рацион питания, в вопросах регулирования состава микрофлоры кишечника, а также контроля общего веса. Несомненно, требуется проведение дальнейших исследований, особенно с участием людей, но тем не менее научная работа Гордона вызвала немалый интерес в профессиональном медицинском сообществе и стимулировала изучение этой темы.
В 2013 году другая команда исследователей, на этот раз из Массачусетского технологического института и Университета Аристотеля в Салониках, получила еще одну серию доказательств, когда изучала вопрос, почему йогурт, содержащий пробиотики, оказывает такой сильный эффект при снижении веса тела. Авторы исследования держали подопытных мышей на разных рационах питания. При этом мыши были изначально генетически предрасположены к ожирению. Грызуны, которые питались фастфудом — продуктами с высоким содержанием нездоровых жиров и сахара и низким содержанием витаминов B и D, — быстро набрали избыточный вес. Бактериальный баланс кишечника у них изменился всего после нескольких недель такого питания. Вес у мышей из второй группы, три раза в неделю получавших йогурт с пробиотиком, доступный в свободной продаже, наоборот, оставался в норме. Знаете, в чем подвох? Мышам из второй группы, которые получали йогурт, было разрешено есть столько фастфуда, сколько они захотят! Заголовки результатов этого исследования полностью отражают их суть: «“Западная диета”, основанная на фастфуде, меняет состав микрофлоры кишечника мышей и ускоряет ожирение, связанное с возрастом» и «Пищевая добавка в виде йогурта с пробиотиками предотвращает ожирение». Я ни в коем случае не хочу создать иллюзию, что прием пробиотиков обеспечивает карт-бланш на полную свободу в рационе питания, но на основании результатов этого исследования действительно можно сделать весьма важные выводы.
Один из наиболее коварных тайных «злодеев» и врагов микрофлоры кишечника, о котором я уже упоминал и еще расскажу подробнее, — обработанная фруктоза. Средняя суточная норма потребления кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы у обычного американца составляет от 132 до 312 калорий в день. (Далее я буду говорить о том, что параллельно с ростом заболеваемости ожирением наблюдался стабильный рост потребления этого продукта.) Многие ученые считают, что именно потребление обработанной глюкозы стимулирует эпидемию ожирения и что этот продукт послужил одним из наиболее серьезных факторов формирования так называемой западной микрофлоры, в которой очень мало разнообразия и избыточное количество типов бактерий, «кормящих» жировые клетки.
Почему фруктоза представляет такую опасность? Она не только «кормит» патогенные кишечные бактерии, нарушая таким образом здоровый баланс микрофлоры кишечника, — она не стимулирует производство инсулина, как это делает глюкоза. Фруктоза попадает сразу в печень, а это означает, что в организме снижается синтез лептина — еще одного важного гормона, связанного с подавлением аппетита. Человек не ощущает насыщения и потому продолжает есть. К такому же результату — отсутствию чувства насыщения — приводит и употребление искусственных заменителей сахара. Было принято считать, что заменители сахара, такие как сахароза, сукралоза и аспартам, не оказывают влияния на процесс метаболизма в организме, поскольку не повышают уровень инсулина. Но, как оказалось, они могут нанести не менее сильный вред и вызвать те же самые расстройства обмена веществ, что и настоящий сахар. Как такое возможно? Это происходит из-за того, что они вызывают дисбаланс микрофлоры кишечника, нарушают баланс уровня сахара в крови и стимулируют нездоровый процесс метаболизма. И да, результаты этого исследования, опубликованные в 2014 году в журнале Nature, стали настоящей головной болью для индустрии по производству продуктов питания и напитков. Подробнее мы с вами остановимся на результатах этого исследования в , поскольку оно предоставило доказательства того, что кишечные бактерии способствуют контролю уровня сахара в крови, а также контролю веса и риска развития разных заболеваний.
ПОЧЕМУ ОБХОДНОЙ ЖЕЛУДОЧНЫЙ АНАСТОМОЗ ЭФФЕКТИВЕН: СКАЖИТЕ СПАСИБО БАКТЕРИЯМ
Сегодня необычайную популярность приобрели кардинальные подходы к снижению веса, например хирургическая операция по обходному анастомозу желудка, которая физически изменяет пищеварительную систему. В результате этой операции уменьшается объем желудка и меняется маршрут движения пищи в тонком кишечнике. И хотя долгое время считалось, что подобная операция стимулирует быстрое снижение веса, потому что пациент начинает потреблять меньше пищи, результаты поразительного исследования, опубликованные в 2014 году в журнале Nature, заставляют сделать вывод, что успех хирургической операции по обходному анастомозу желудка определяется микробиотой кишечника. Сегодня мы располагаем удивительными новыми доказательствами того, что значительный фактор снижения веса — изменения в кишечной микрофлоре. Эти изменения происходят в послеоперационный период не только в качестве реакции на анатомические изменения в организме, но и в силу изменений в рационе питания, поскольку пациент обычно начинает употреблять более здоровую пищу, что способствует росту других типов бактерий. Я убежден: когда мы начнем глубже изучать вопрос, почему после операции по обходному анастомозу желудка у пациентов часто наблюдается полный регресс диабета, то вновь вернемся к теме микрофлоры кишечника.
Как уже отмечалось, важное значение имеет фактор соотношения бактерий разных типов. Согласно результатам многочисленных исследований, при пониженном содержании в кишечнике бактерий группы Firmicutes снижается и риск развития проблем, связанных с нарушениями процесса метаболизма, например диабета. С другой стороны, при пониженном содержании в кишечнике бактерий группы Bacteroidetes наблюдается повышенная проницаемость кишечника, которая, в свою очередь, провоцирует самые разные риски, в том числе нарушения функций иммунной системы, воспаление, которое способно вызвать болезни и расстройства головного мозга, от депрессии до болезни Альцгеймера.
Кроме того, здесь я должен добавить, что в формировании правильного баланса микрофлоры кишечника важную роль играют физические упражнения. Всем давно известен общий положительный эффект, который оказывают на организм занятия спортом, однако, как выяснилось, потеря веса происходит не только за счет сжигания лишних калорий. Согласно последним научным данным, физические упражнения благоприятно влияют на бактериальный баланс в кишечнике, поскольку поддерживают типы бактерий, препятствующие набору лишнего веса. В лабораторных исследованиях на мышах интенсивная физическая нагрузка коррелировала с сокращением бактерий типа Firmicutes и увеличением количества бактерий типа Bacteroidetes. Иными словами, физические упражнения способствовали эффективному снижению соотношения F/B. Хотя требуются дальнейшие исследования с участием людей, и в настоящее время они проводятся, мы уже располагаем достаточно убедительными доказательствами, что этот же принцип действует и в отношении организма человека. Физическая активность стимулирует разнообразие микрофлоры кишечника.
В 2014 году ученые из Ирландского национального университета в Корке проанализировали образцы крови и кала для выявления разницы между разнообразием микрофлоры кишечника у профессиональных игроков в американский футбол и здоровых мужчин, не занимавшихся спортом. У некоторых мужчин из второй группы наблюдался нормальный вес, в то время как у других была проблема в виде лишних килограммов. (Результаты анализов крови предоставили информацию о мышечных повреждениях и воспалительном процессе — признак того, какую физическую нагрузку участник эксперимента испытывал в последнее время.) В целом у 40 профессиональных спортсменов, которые участвовали в исследовании, была отмечена более разнообразная микрофлора кишечника, чем у всех остальных участников. В научной работе, опубликованной в журнале Gut, авторы исследования связали эти результаты с интенсивными физическими тренировками спортсменов и с их диетой с повышенным содержанием белка (они получали из белков 22% калорий, в то время как не занимавшиеся спортом получали из белков 15–16% калорий). Еще одним важным результатом исследования было то, что ученые обнаружили у профессиональных спортсменов не только большое разнообразие микрофлоры кишечника, но и наличие групп бактерий, связанных с более низким уровнем ожирения и вызываемых им расстройств.
Результаты научных исследований говорят сами за себя: с самого рождения человека взаимосвязь между кишечными бактериями и рационом питания может сделать его уязвимым перед развитием нарушений обмена веществ и болезней мозга. Ни для меня, ни для моих коллег по цеху уже не загадка, почему дети, не получившие достаточного набора «полезных» бактерий в раннем детстве, в дальнейшей жизни подвержены гораздо более высокому риску развития ожирения, диабета и неврологических расстройств, чем их сверстники со здоровой микрофлорой кишечника. Эти дети «из группы риска» обычно рождались с помощью кесарева сечения, в большинстве случаев не получали грудного вскармливания и часто подвергались инфекционным заболеваниям, требовавшим применения антибиотиков. В ходе одного из наиболее интересных исследований канадские ученые обнаружили, что у детей, находящихся на искусственном вскармливании, развиваются определенные типы бактерий, которые у детей с грудным вскармливанием появляются только после того, как их переводят на твердую пищу. Эти типы бактерий не обязательно относятся к патогенным, но нет ничего положительного в их раннем появлении в организме, поскольку пищеварительная и иммунная системы малыша все еще находятся в стадии формирования. Это совпадает с результатами исследований в США: ученые заявляют, что это может служить одной из причин, по которой дети, находившиеся на искусственном вскармливании, более восприимчивы к аутоиммунным заболеваниям, например к астме, аллергии, экземе, целиакии, а также к ожирению.
Принимая во внимание все сказанное выше, позвольте мне обратиться к женщинам, кормящим детей искусственной смесью. Некоторые мамы в принципе не могут кормить грудью. Некоторые в силу разных обстоятельств рано отнимают ребенка от груди. Означает ли это, что они обрекают своих детей? Конечно, нет. Сегодня точно известно, что у малышей, находившихся на грудном вскармливании, отмечается более разнообразная микрофлора кишечника и меньше риск развития самых разных заболеваний. Однако мы также знаем, что в наших силах многое сделать для формирования и поддержания здорового баланса микрофлоры кишечника даже в отсутствие грудного вскармливания. Вы будете приятно удивлены, узнав, насколько хорошо микрофлора кишечника реагирует на попытку реабилитации через основные изменения в образе жизни. Как именно это можно сделать, я расскажу молодым мамам в .
Беспокойство по поводу повсеместного применения антибиотиков для лечения детей только усилилось в свете данных о настоящей эпидемии ожирения. Сегодня мы располагаем достаточными доказательствами, чтобы ответственно заявлять: по крайней мере одна из причин эпидемии ожирения — активное использование антибиотиков и их роль в изменении баланса микрофлоры кишечника. Доктор Мартин Блейзер из Проекта по изучению микрофлоры человека (Microbiome Project) Университета Нью-Йорка наглядно показал, что, когда молодым подопытным мышам вводили небольшие дозы антибиотиков, сопоставимые с теми, которые получает домашний скот, в организме грызунов откладывалось на 15% больше жира, чем у тех, кто не получал антибиотиков. Только задумайтесь: обычный ребенок в США в среднем получает три курса антибиотиков в течение первого года жизни. Доктор Блейзер говорил об этом факте в 2014 году на организованном Гарвардским университетом симпозиуме, посвященном теме пробиотиков (Harvard’s Probiotics Symposium). Доктор Мария Глория Домингес-Белло, также работающая в Университете Нью-Йорка (и супруга доктора Блейзера) убедительно высказалась по этому поводу: «Антибиотики можно сравнить с лесным пожаром. Ребенок пытается вырастить свой собственный “лес”. Когда пожар охватывает молодой лес, остается только выжженная земля».
В одном из сопутствующих исследований, когда аспирант из лаборатории доктора Блейзера кормил подопытных грызунов пищей с высоким содержанием жира и при этом давал им антибиотики, у них быстро развилось ожирение. Этот результат свидетельствует о том, что такие факторы, как прием антибиотиков и нездоровый рацион питания, только усиливают действие друг друга. Доктор Блейзер отмечает интересный факт: использование антибиотиков значительно отличается в разных штатах США, и, если взглянуть на карту, можно выявить определенную закономерность. В штатах с высоким уровнем ожирения среди населения отмечается такой же высокий уровень использования антибиотиков. Первое место по количеству людей, страдающих от ожирения, и по количеству используемых антибиотиков уверенно держат штаты американского Юга.
Прежде чем вы почувствуете переизбыток информации и отложите книгу, особенно если то, о чем я пишу, непосредственно вас касается, позвольте мне сформулировать свою главную мысль: все эти потрясающие новые научные данные означают только одно — вы можете взять под контроль процесс метаболизма, происходящий в вашем организме, а также механизмы воспалительного процесса и здоровья мозга просто за счет поддержания правильного баланса микрофлоры кишечника. Даже если вам не посчастливилось родиться с помощью естественных родов и если раньше вы принимали антибиотики (а кто не грешен?) или в вашем рационе питания были сплошные углеводы, у меня есть вполне конкретные способы, позволяющие исправить ситуацию.
Вскоре мы поговорим обо всех практических стратегиях. Однако сейчас давайте остановимся еще на одном состоянии, которое сегодня тревожит многих: расстройствах аутического спектра. Наконец в XXI веке у нас есть возможность выделить некоторые профилактические меры и подобрать более эффективное, индивидуальное лечение для тех, кто страдает от этих неврологических расстройств. Хотя по-прежнему остается множество вопросов относительно этого загадочного расстройства мозга, тем не менее роль микрофлоры кишечника в его развитии становится все более очевидной. Последние научные данные, как вы скоро узнаете, могут заложить основу для нового направления в медицине.
